CN105561757A

CN105561757A - 一种离子液体活化的燃烧后二氧化碳捕集溶剂

Info

Publication number: CN105561757A
Application number: CN201410539570.8A
Authority: CN
Inventors: 毛松柏; 江洋洋; 郑园园; 陈曦; 丁雅萍; 黄汉根
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Research Institute of Nanjing Chemical Industry Group Co Ltd
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Research Institute of Sinopec Nanjing Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2014-10-14
Filing date: 2014-10-14
Publication date: 2016-05-11

Abstract

本发明属于气体中二氧化碳捕集技术领域，涉及一种捕集燃烧后二氧化碳气源中的二氧化碳的捕集溶剂及应用。包含醇胺、离子液体活化剂及去离子水。其中醇胺为2-氨基-2-甲基-1-丙醇、2-(甲基氨基)-乙醇，2-(乙基氨基)-乙醇，2-(二乙基氨基)-乙醇，2-(2-羟乙基)-哌啶、二甘醇胺、二甲基氨基-2-丙醇、三乙醇胺中的一种或多种；离子液体活化剂阴离子为具有氨基酸结构的阴离子，氨基酸的结构式为H₂N-R-COOH(R=C_nH_2n，n=1~5)，阳离子为有机胺盐阳离子、有机醇胺类阳离子的一种或多种。本发明捕集溶剂具有再生能耗低、吸收速率快等优势，而且离子液体用量少，稳定性强，不易降解。因此在大规模燃烧后二氧化碳捕集领域具有很好的前景。

Description

一种离子液体活化的燃烧后二氧化碳捕集溶剂

技术领域

本发明属于气体中燃烧后二氧化碳捕集技术领域，涉及一种捕集燃烧后二氧化碳气源中的二氧化碳的复配溶剂及应用方法。

背景技术

二氧化碳的捕集已成为全球关注的“热点”问题。二氧化碳的捕集技术包括溶剂吸收法、吸附法、低温分离法、膜分离法等。从捕集效果和操作成本两方面综合考虑，采用化学吸收法是目前捕集烟气中二氧化碳成本最低的方法。化学吸收法是利用二氧化碳为酸性气体的性质，以弱碱性物质进行吸收，然后加热使其解吸，从而达到脱除CO₂的目的。典型的化学吸收剂为有机醇胺溶液。有机醇胺法主要包括一乙醇胺(MEA)法、N-甲基二乙醇胺(MDEA)法、空间位阻胺法等。

醇胺捕集CO₂的过程主要包括吸收和解吸单元。在吸收单元，捕集溶剂吸收气源中的CO₂，从而实现CO₂的捕集；吸收CO₂后的溶液在再生单元通过加热、减压等方式将CO₂释放，从而实现捕集溶剂的循环利用。再生是吸收过程的逆过程，因此，单一醇胺如果与CO₂的作用力强，吸收性能好，但往往再生困难。反之，再生性能好的醇胺吸收效率偏低。因此，在保证吸收效率的同时尽可能降低再生能耗是目前对捕集溶剂研究开发的要求。通过采用两种不同级的醇胺形成混合胺可以将不同胺的优势相结合用于分离捕集CO₂。例如将MEA和MDEA混合可以使MDEA的高处理能力和低能耗与MEA的高反应速率相结合，从而改善CO₂的处理过程。

离子液体是由特定的有机阳离子和有机或无机阴离子组成的在室温或近室温下呈液态的熔盐体系，具有良好的热稳定性和化学稳定性、蒸汽压极低，不易挥发、毒性很低、结构可设计等优势，是一类新型的绿色介质。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于捕集气体燃烧后排放源中二氧化碳的新型高效的离子液体活化的配方溶剂和方法。

本发明所述高效捕集溶剂，包含醇胺、离子液体活化剂及去离子水。其中醇胺为二甘醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、2-(甲基氨基)-乙醇，2-(乙基氨基)-乙醇，2-(二乙基氨基)-乙醇，2-(2-羟乙基)-哌啶、二甲基氨基-2-丙醇、三乙醇胺中的一种或多种；离子液体活化剂阴离子为具有氨基酸结构的阴离子，氨基酸的结构式为H₂N-R-COOH(R=C_nH_2n，n=1~5)，阳离子为有机胺盐阳离子、有机醇胺类阳离子的一种或多种。

醇胺含量为20wt%~60wt%，离子液体活化剂含量2wt%~20wt%，其余为去离子水。

在温度为10℃~80℃，本发明吸收剂可用于捕集电厂燃煤锅炉排放气、水泥及石灰窑气、高炉气、炼厂FCC装置催化剂再生排放气等各种低浓度二氧化碳排放源排放的二氧化碳。

使气流中的二氧化碳通过与本发明的配方溶剂接触而被除去，本领域任何公知的设备都可以用于吸收、再生和其它的步骤。

本发明捕集溶剂具有再生能耗低、吸收速率快等优势，而且离子液体用量少，稳定性强，不易降解。因此在大规模燃烧后二氧化碳捕集领域具有很好的前景。

具体实施方式

本发明用以下实例说明，但本发明并不限于下述实施例。在不脱离前后所述宗旨的范围下，变化实施都包含在本发明的技术范围内。

实施例1

捕集溶剂组成：离子液体5wt%，阴离子为甘氨酸阴离子、阳离子为正丁胺阳离子，二甘醇胺30wt%，其余去离子水。原料气CO₂含量12.5%，气液比200，加热量15kcal/h，CO₂捕集率88.9%。

实施例2

捕集溶剂组成：离子液体2wt%，阴离子为肌氨酸阴离子、阳离子为三乙胺阳离子，2-(甲基氨基)-乙醇30wt%，其余去离子水。原料气CO₂含量12.5%，气液比223，加热量13kcal/h，CO2捕集率91.2%。

实施例3

捕集溶剂组成：离子液体20wt%，阴离子为缬氨酸阴离子、阳离子为正丁胺阳离子，2-(二乙基氨基)-乙醇20wt%，其余去离子水。原料气CO₂含量12.5%，气液比245，加热量15kcal/h，CO2捕集率90.3%。

实施例4

捕集溶剂组成：离子液体10wt%，阴离子为赖氨酸阴离子、阳离子为正丁胺阳离子，2-(2-羟乙基)-哌啶40wt%，其余去离子水。原料气CO₂含量12.5%，气液比245，加热量16kcal/h，CO2捕集率93.2%。

实施例4

捕集溶剂组成：离子液体5wt%，阴离子为苏氨酸阴离子、阳离子为正丁胺阳离子，2-氨基-2-甲基-1-丙醇30wt%、二甲基氨基-2-丙醇30wt%，其余去离子水。原料气CO₂含量12.5%，气液比261，加热量15kcal/h，CO₂捕集率96.4%。

Claims

1.一种离子液体活化的燃烧后二氧化碳捕集溶剂，其特征是捕集溶剂包含醇胺、离子液体活化剂及去离子水，其中醇胺为2-氨基-2-甲基-1-丙醇、2-(甲基氨基)-乙醇，2-(乙基氨基)-乙醇，2-(二乙基氨基)-乙醇，2-(2-羟乙基)-哌啶、二甘醇胺、二甲基氨基-2-丙醇、三乙醇胺中的一种或多种；离子液体活化剂阴离子为具有氨基酸结构的阴离子，氨基酸的结构式为H₂N-R-COOH(R=C_nH_2n，n=1~5)，阳离子为有机胺盐阳离子、有机醇胺类阳离子的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的二氧化碳捕集溶剂，其特征是醇胺含量为20wt%~60wt%，；离子液体活化剂含量2wt%~20wt%，其余为去离子水。

3.根据权利要求1所述二氧化碳捕集溶剂的应用，其特征是复配溶剂通过与气流接触而捕集其中的CO₂。

4.根据权利要求1或3所述二氧化碳捕集溶剂的应用，其特征在于捕集二氧化碳的温度为10℃~80℃。

5.根据权利要求1所述二氧化碳捕集溶剂的应用，其特征是捕集燃烧后排放源中低浓度的二氧化碳，包括电厂燃煤锅炉排放气、水泥及石灰窑气、高炉气、炼厂FCC装置催化剂再生排放气。